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氮沉降和降水变化对落叶阔叶混交林土壤真菌群落的影响

文献类型:学位论文

作者赵爱花
答辩日期2020-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师陈保冬
关键词全球变化,生态效应,森林生态系统,土壤真菌,菌根真菌 global Change, Ecological Impact, Forest Ecosystem, Soil Fungi, Mycorrhizal Fungi
学位名称理学博士
学位专业生态学
其他题名Effects of increased nitrogen deposition and precipitation on soil fungal community in a deciduous broad-leaved mixed forest
英文摘要

       氮(N)沉降是全球变化的重要组成部分,不论是全球范围内还是在中国,N 沉降形势都比较严峻。N 沉降一方面可以提高N 限制生态系统的生产力,另一方面过多的N 供应也会给生态系统带来一系列负面影响,如土壤酸化,生物多样性的丢失,养分失衡以及森林衰退。另一方面,根据IPCC 报告,近年来世界范围内强降水事件频发,在21 世纪许多中纬度湿润地区年均降水量仍将逐步增加,而降水减少或增加都会对陆地生态系统的结构、过程和功能产生影响。土壤真菌在陆地生态系统中广泛分布且具有重要生态功能,其在有机质降解和养分循环中具有不可替代的作用。因此,N 沉降和降水变化对土壤真菌的影响已引起生态学家们的广泛关注。然而,目前已有的研究多集中在干旱—半干旱地区的草地生态系统,对水分条件良好的森林生态系统研究相对匮乏。在对森林生态系统有限的研究中,施N、増雨又多为林下模拟的方式,忽略了林冠层发生的一系列生态过程,可能无法准确反映真实情形。因此,我们在我国鸡公山落叶阔叶混交林中比较研究了林冠、林下两种施N 方式对土壤性质和植物共生真菌—丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌多样性和群落组成的影响,并进一步研究了林冠施N/增雨对土壤性质、土壤真菌总体、不同真菌门和功能群的影响。真菌多样性和群落的测定用的是高通量测序的方法。主要研究内容和结果如下:
      (1)在一定条件下,施氮降低了土壤pH 值,提高了土壤速效N 的含量。林下施氮对土壤pH 的影响大于林冠施氮处理。增雨对土壤含水量没有影响,但一定条件下降低了土壤速效氮含量。
      (2)试验条件下,施N 方式和施N 水平对AM 真菌的丰富度和香侬指数都没有显著影响,二者也无交互作用。然而,经过一年的施N 处理,施N 方式对AM 真菌群落组成产生了轻微影响,施N 水平有极显著的影响,显示林下施N对AM 真菌群落组成的影响大于林冠施氮。在接下来的3 年中,AM 真菌群落组成对N 输入没有明显响应。
      (3)在试验处理第一年,林冠施N/増雨以及二者交互作用对AM 真菌的群落组成均有显著影响。第二年,只有増雨使AM 真菌的丰富度指数和香侬指数分别降低24.4 %和13.3 %。在接下来的两年中,林冠施N/増雨对AM真菌的群落组成与结构均无显著影响。
       (4)林冠施N使土壤真菌的生物量、丰富度、香侬指数和反向辛普森指数分别提高了41.1%、10.0 %、2.2 % 和23.0 %,并在OTU水平上改变了土壤真菌的群落组成,略微提高了子囊菌门和接合菌门的相对丰度,而增雨对土壤真菌的多样性和群落组成都没有显著影响。
      (5)林冠施N使腐生真菌和病原真菌的丰富度及腐生真菌的多度分别提高了11.5 %、13.9 %和7.6 %,林冠増雨轻微增加了病原真菌的多度。林冠施氮/増雨对菌根真菌(主要是外生菌根真菌)的丰富度和多度均无显著影响。
       本研究揭示了N 沉降和降水增加对森林生态系统土壤真菌群落的影响,研究结果有助于更全面地认识和评估 N 沉降和降水变化的生态效应。在未来的研究中需要考虑更多的 N 素添加梯度和更长的时间跨度,并且把植物群落数据考虑进来,才能够更好地揭示 N 沉降和降水增加对土壤 生态系统 的影响及其作用机制。

页码122
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43706]  
专题生态环境研究中心_土壤环境科学实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
赵爱花. 氮沉降和降水变化对落叶阔叶混交林土壤真菌群落的影响[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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